Thiết kế và thi công mô hình tủ ats điều khiển bằng plc mitsubishi

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên chúng em xin gửi đến các quý
thầy, cô giáo trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân
thành và sâu sắc. Đặc biệt, chúng em xin gởi đến cô Phạm Thị Lệ Diễm – Người đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này một lời cảm ơn
chân thành.
Trong quá trình thực hiện đồ án này, em đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình và
giúp đỡ từ rất nhiều người. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo,
bạn bè và gia đình đã động viên, hỗ trợ và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện
đồ án. Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Phạm Thị Lệ Diễm đã dành thời gian giảng dạy
và hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án. Nhờ sự hướng dẫn của cơ, em đã có
được kiến thức cần thiết để hồn thành đồ án một cách chính xác và hiệu quả.
Một lần nữa chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Đại học Công
nghiệp đã tạo điều kiện cho chúng em hồn thành đồ án của mình một cách tốt nhất.
Nhờ vào sự hỗ trợ và giúp đỡ của các giảng viên, nhân viên trong trường, chúng em đã
có thể tiếp cận được với các tài liệu, phần mềm và thiết bị cần thiết để thực hiện đồ án
của mình một cách thuận lợi nhất. Điều này đã giúp chúng em hoàn thành đồ án một
cách thành công và đạt được kết quả tốt nhất.
Cuối cùng, chúng em xin kính chúc các thầy cơ giảng viên Trường Đại học
Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh cùng tồn thể Ban lãnh đạo và các thầy cô một
lời sức khỏe và thành đạt trong sự nghiệp cũng như trong cuộc sống.

1


MỤC LỤC
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP..................................
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN................................................
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................
MỤC LỤC...............................................................................................................
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH..........................................................................

DANH SÁCH CÁC BẢNG....................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ATS.............................................
1.1.

Thiết bị chuyển nguồn tự động ATS....................................................2

1.1.1. Giới thiệu chung..............................................................................2
1.1.2. Tổng quan hệ thống ATS.................................................................2
1.1.3. Nhiệm vụ chính của thiết bị chuyển nguồn tự động ATS...............3
1.1.4. Phân loại tủ ATS..............................................................................4
1.2.

Nguyên lý hoạt động của tủ chuyển nguồn ATS.................................4

1.2.1. Tủ ATS lưới – lưới..........................................................................4
1.2.2. Tủ ATS lưới – máy phát..................................................................4
1.3.

Nguồn dự phòng...................................................................................5

1.3.1 Máy phát điện...................................................................................5
1.3.2 Nguồn UPS.......................................................................................6
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC VÀ LẬP TRÌNH PLC..............................
2.1.

Giới thiệu về PLC................................................................................7

2.2.

Ngun lí hoạt động của PLC..............................................................8

2.3.

Ứng dụng của PLC...............................................................................9

2.4.

Giới thiệu về PLC FX3S-30MT.........................................................10

2.5.

Giới thiệu về phần mềm GX-Works 2...............................................10
2


2.6.

Lưu đồ thuật tốn...............................................................................12

2.7.

Chương trình PLC cho tủ ATS...........................................................13

2.7.1. Tạo project cho FX3S....................................................................13
2.7.2. Chương trình PLC..........................................................................14
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ CHỌN LỰA KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TỦ ATS
.................................................................................................................................
3.1.

Thiết bị Tủ ATS.................................................................................19

3.2.

MCB mạch động lực..........................................................................20

3.3.

Contactor............................................................................................21

3.4.

Dây dẫn mạch động lực......................................................................23

3.5.

Bảo vệ điện áp (VPRA2M)................................................................23

3.6.

Relay trung gian.................................................................................25

3.7.

Cầu chì...............................................................................................27

3.8.

MCB mạch điều khiển.......................................................................28

3.9.

Đồng hồ đo dịng................................................................................28

3.10.

Đồng hồ đo áp....................................................................................29

3.11.

Cơng tắc chuyển mạch Volt,Ampe....................................................29

3.12.

Biến dịng...........................................................................................30

3.13.

Đèn báo..............................................................................................31

3.14.

Nút nhấn.............................................................................................31

3.15.

Nút dừng khẩn cấp.............................................................................32

3.16.

Switch chuyển mạch 2 vị trí...............................................................32

3.17.

Timer..................................................................................................33

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG..........................................................
4.1.

Thiết kế mạch nguyên lý....................................................................34

4.1.1. Mạch động lực...............................................................................34
3


4.1.2. Mạch điều khiển.............................................................................35
4.2.

Thiết kế, bố trí thiết bị trong và trên mặt tủ ATS...............................37

4.3.

Tiến hành thi công..............................................................................38

4.3.1. Một số hình ảnh trong q trình thi cơng.......................................38
4.3.2. Hồn thành tủ ATS........................................................................40
CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ........................................................
5.1.

Nhận xét.............................................................................................41

5.2.

Kết quả...............................................................................................41

5.3.

Đánh giá.............................................................................................41

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................

4


DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hệ thống ATS......................................................................................3
Hình 1.2. Nguồn UPS...........................................................................................6
Hình 2.1. Các nhà sản xuất PLC..........................................................................7
Hình 2.2. Nguyên lý hoạt động của PLC.............................................................8
Hình 2.3. Ứng dụng của PLC...............................................................................9
Hình 2.4. PLC Mishubishi FX3S-30MT/ESS....................................................10
Hình 2.5. Phần mềm GX Works2......................................................................11
Hình 2.6. Lưu đồ thuật tốn tủ ATS...................................................................12
Hình 2.7. Cách tạo project cho FX3S................................................................13
Hình 3.3. MCB 3 pha 4 cực 20A........................................................................20
Hình 3.3. Contactor Fuji SC-5-1........................................................................22
Hình 3.4. Cấu tạo của contactor.........................................................................22
Hình 3.5. Bảo vệ điện áp (VPRA2M)................................................................23
Hình 3.6. Sơ đồ IN/OUT VPRA2M...................................................................24
Hình 3.7. Relay MY2N-GS 24VDC Omron (8 chân dẹt nhỏ)...........................25
Hình 3.8. Sơ đồ chân relay MY2N-GS 24VDC Omron (8 chân dẹt nhỏ).........25

Hình 3.9. Relay MY2N-GS AC220/240 Omron (8 và 14 chân dẹt nhỏ)...........25
Hình 3.10. Sơ đồ chân relay MY2N-GS AC220/240 Omron (8 chân dẹt nhỏ). 26
Hình 3.11. Sơ đồ chân relay MY4N-GS AC220/240 Omron (14 chân dẹt nhỏ)
............................................................................................................................26
Hình 3.12. Cầu chì ống......................................................................................27
Hình 3.13. MCB 2 pha 10A...............................................................................28
Hình 3.14. Đồng hồ ampe Sfim.........................................................................28
Hình 3.15. Đồng hồ volt Sfim............................................................................29
Hình 3.16. Cơng tắc chuyển mạch ammeter......................................................29
Hình 3.17. Cơng tắc chuyển mạch voltmeter.....................................................30
Hình 3.18. Biến dịng 50/5A..............................................................................30
Hình 3.19. Đèn báo led AD16-22DS.................................................................31
Hình 3.20. Nút nhấn...........................................................................................31
5


Hình 3.21. Nút dừng khẩn cấp...........................................................................32
Hình 3.22. Switch chuyển mạch 2 vị trí.............................................................32
Hình 3.23. Timer AH3-3....................................................................................33
Hình 4.1. Mạch động lực....................................................................................34
Hình 4.2. Mạch điều khiển trực tiếp bằng tay....................................................35
Hình 4.3. Mạch điều khiển chế độ tự động........................................................36
Hình 4.4. Bố trí thiết bị trong tủ.........................................................................37
Hình 4.5. Bố trí thiết bị trên cửa tủ....................................................................37
Hình 4.6. Hình ảnh trong q trình thi cơng......................................................38
Hình 4.7. Hình ảnh trong q trình thi cơng......................................................39
Hình 4.8. Tủ ATS khi đã hoàn thành................................................................40

6

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng IN/Out PLC..............................................................................14
Bảng 3.1. Thiết bị tủ ATS..................................................................................19

7


Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CHUYỂN
NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS
1.1. Thiết bị chuyển nguồn tự động ATS
1.1.1. Giới thiệu chung
Hiện nay, sau khi khắc phục các sự cố do đại dịch covid và vận dụng các Hiệp
định Thương mại Tự do (FTA) một cách linh hoạt, nhiều doanh nghiệp đã vận hành
đẩy mạnh sản xuất trở lại một cách nhanh chóng. Do đó nhu cầu sử dụng điện năng
ngày càng tăng cao. Ngày nay điện năng thơng qua trạm biến áp mà có thể truyền từ
các nhà máy phát điện để cung cấp cho các phụ tải sử dụng. Nhưng việc truyền tải trên
đường dây cung cấp thường có thể xảy ra các sự cố như : ngược pha, đứt dây dẫn đến
mất pha, hoặc có thể là xảy ra quá tải hay ngắn mạch mà làm cho thơng số điện áp và
dịng thay đổi. Vì vậy để trách tình trạng giáng đoạn trong cơng tác sản xuất cũng như
các hoạt động ở nhà máy, bệnh viện, trung tâm mua sắm,... người ta sử dụng bộ
chuyển nguồn tự dộng ATS để chuyển từ nguồn điện này sang nguồn điện khác để
nhằm sử dụng tạm thời trong thời gian sự cố phát sinh cũng như để nhận biết chính
xác và xử lí chúng một cách nhanh chóng.
1.1.2. Tổng quan về thiết bị chuyển nguồn tự động ATS
Hệ thống chuyển nguồn tự động Automatic Transfer Switch gọi tắt là ATS
dùng để chuyển đổi từ lưới điện chính ( Main Utility) cung cấp vận hành phụ tải Load,
sang nguồn điện từ máy phát điện (Generator) khi mà nguồn điện chính gặp sự cố như

ngắn mạch, mất điện, mất pha ... Và sau khi nguồn điện lưới đa hoạt động trở lại bình
thường hệ thống sẽ chuyển đổi phụ tải lại với nguồn chính sau đó ngắt nguồn dự
phịng từ máy phát.

8


Khóa luận tốt nghiệp

Hình 1.1. Hệ thống ATS

Bên cạnh chức năng chuyển đổi nguồn điện, ATS cịn có chức năng bảo vệ khi
bị mất pha, mất trung tính ...
Có hai chế độ chuyển nguồn chính sang nguồn dự phịng của phụ tải và ngược
lại:
 Chế độ tự động ( trạng thái AUTO)
 Chế độ điều khiển bằng tay ( trạng thái MANUAL hay HANDY)
1.1.3. Nhiệm vụ chính của thiết bị chuyển nguồn tự động ATS
Khi xảy ra sự cố mất áp, mất pha, mất nguồn, quá áp, áp thấp trên lưới chính thì
nhiệm vụ của ATS là:
 Ngừng cung cấp lưới chính vào phụ tải
 Khỏi động động cơ sơ cấp (máy nổ Diesel)
 Đóng nguồn cung cấp từ máy phát cho phụ tải sử dụng
Trong quá trình máy phát đang cung cấp cho phụ tải. Nếu nguồn điện lưới có
lại trong tình trạng ổn định, nhiệm vụ của ATS lúc đó là:
 Ngắt nguồn điện cung cấp từ máy phát khỏi phụ tải.
 Đóng lại nguồn điện lưới vào tải.
 Tạo tín hiệu dừng động cơ sơ cấp động cơ Diesel của máy phát; sau một
thời gian tổ máy phát vận hành tại trạng thái không tải.
Và một số chức năng khác như :






Bảo vệ quá áp, mất pha hay quá tải trên đường dây.
Có thể vận hành bằng tay hoặc vận hành tự động.
Điều chỉnh được thời gian chuyễn giữa các mạch.
Có đèn báo hiển thị.

9


Khóa luận tốt nghiệp

1.1.4. Phân loại tủ ATS
Tương ứng với nguồn dự phịng ta có hai loại ATS. Khi nguồn dự phịng là
lưới ta có ATS lưới – lưới, nếu nguồn dự phịng là máy phát ta có ATS lưới - máy
phát.
Theo loại khí cụ điện:
 Dùng contactor.
 Dùng ACB ( Air Circuit Breaker ) máy cắt khơng khí.
Theo nguồn chính và nguồn dự phịng:
 ATS chuyễn hai nguồn : một nguồn chính_một nguồn dự phịng.
 ATS chuyễn ba nguồn : hai nguồn chính_một nguồn dự phịng.
1.2. Ngun lý hoạt động của tủ chuyển nguồn ATS.
1.2.1. Tủ ATS lưới – lưới
ATS lưới_lưới hoạt động một cách đơn giản , khi mà nguồn điện chính gặp sự
cố dẫn đến việc khơng đáp ứng được chất lượng, lúc này bộ thu tín hiệu sẽ so sánh các
thông số nguồn điện cho ra với các thông số định mức đã cài đặt trước đó nếu xảy ra

sai số thì tín hiệu sẽ được chuyễn đến khối điều khiển, sau đó thơng tin đến bộ chuyễn
mạch và chuyển nguồn điện sang nguồn thứ hai. Sau khi nguồn chính ổn định trở lại
và được kiểm tra chất lượng, đủ tiêu chuẩn. ATS sẽ tiến hành chuyễn lại nguồn điện
chính.
Thơng qua máy biến áp, tải được cấp điện từ nguồn chính. Sau khi xảy ra sự cố
như mất nguồn, mất pha,ngắn mạch ...lúc này tín hiệu được truyền tới bộ điều khiển
của ATS để xử lý và kiểm tra nguồn điện còn lại đã đạt chất lượng yêu cầu chưa. Khi
chất lượng nguồn dự phòng đạt yêu cầu, ATS sẽ tạo thời gian trễ (0-5s) để chắc rằng
sự cố ở lưới điện chính là sự cố lớn. Qua đó gửi tín hiệu để chuyễn cho tải dùng nguồn
dự phòng.
Khi đang dùng nguồn dự phòng để chạy tải nhưng lưới chính có trở lại. ATS sẽ
xử lí tín hiệu, tạo thời gian trễ (3-30’) để kiểm tra chất lượng của nguồn chính và đưa
vào vận hành. Tiếp đến ATS thực hiên thao tác chuyễn mạch về sử dụng lại nguồn
chính và lại theo dõi chất lượng các nguồn điện như bình thường.
1.2.2. Tủ ATS lưới – máy phát
ATS lưới-lưới thường mắc một vấn đề là khi mà xảy ra sự cố mất áp nguồn, sự
cố ở máy biến áp trung gian hay của hệ thống thì nguồn dự phịng lúc này cũng khơng
thể sử dụng. Thế nên để không làm gián đoạn việc cấp điện cho phụ tải ta thường dùng
10


Khóa luận tốt nghiệp

máy phát làm nguồn dự phịng. Nên ta có hệ thống ATS lưới- máy phát. Loại này có
cách hoạt động phức tạp hơn ATS lưới lưới. Khi mà nguồn chính gặp sự cố dẫn đến
chất lượng điện không đạt yêu cầu như là: Mất pha, mất lưới, sụt áp vượt quá
85%Uđm gây nên việc quá tải ở thiết bị, cũng như là làm cho máy điện không đồng
bộ không thể khởi động. Ngay lúc này ATS sẽ truyền đi tín hiệu khởi động máy phát
sau 5s. Sau khi khởi động máy phát thành công và điện áp máy phát đã có, nếu điện áp
đạt đến chất lượng khoảng 0.8 Uđm thì ATS sẽ tính thời gian trong khoảng 1-25s rồi

cấp tín hiệu để chuyễn tải dùng nguồn máy phát. Khi lưới điện có trở lại ATS sẽ tính
thời gian 5-30p để dảm bảo rằng lưới điện đã ổn định. Sau đó cấp tín hiệu để chuyển
về lại nguồn lưới.
Sau khi chuyển sang nguồn lưới, máy phát sẽ chạy không tải để làm mát với
thời gian dài hoặc ngắn tùy theo công suất máy, thời gian làm việc và nhiệt độ và tự
động dừng lại sau đó.
1.3. Nguồn dự phòng
1.3.1 Máy phát điện
Máy phát điện là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng với
nhiệm vụ cung cấp dòng điện cho các hệ thống, thiết bị hoạt động, hay nói đơn giản là
thiết bị tạo ra điện năng, phục vụ hiệu quả cho nhu cầu sử dụng điện trong các tình
huống dự phịng khi thiếu điện, cúp điện, quá tải,…
Máy phát điện gồm 2 loại chính: máy phát điện một chiều và máy phát điện
xoay chiều.
 Máy phát điện một chiều: Máy phát điện một chiều hay còn gọi là máy phát
điện DC là thiết bị tạo ra dòng điện đơn hướng của các hạt điện tích electron
dựa trên định luật cảm ứng điện từ.
 Máy phát điện xoay chiều: là một máy phát điện chuyển đổi năng lượng cơ học
thành điện năng dưới dạng điện xoay chiều. Vì lý do chi phí và đơn giản, hầu
hết các phát điện sử dụng một từ trường quay với một thiết bị cố định. Đôi khi
người ta cũng sử dụng một máy phát điện xoay chiều tuyến tính có phần bao
ngồi quay cịn từ trường lại đứng yên
Bộ đề máy phát điện hay chính là bộ phận khởi động. Đây là một động cơ nhỏ
thực hiện nhiệm vụ thực hiện hỗ trợ trục khuỷu đạt được mốc vòng quay tối thiểu để tự

11


Khóa luận tốt nghiệp

hoạt động khi đó máy phát điện sẽ tạo ra đủ năng lượng kích hoạt bugi đánh lửa đốt
cháy nhiên liệu. Từ đó, máy phát điện có thể hoạt động và sinh ra điện năng.
1.3.2 Nguồn UPS
Bộ lưu điện UPS được hiểu đơn giản là một hệ thống có khả năng cúng cấp
nguồn điện liên tục cho các thiết bị tải trong một thời gian tương ưng nhằm duy trì
hoạt động của các thiết bị đó ngay cả khi nguồn điện lưới bị sự cố.
Hoạt động của bộ lưu điện UPS trong tủ ATS: khi nguồn lưới hoạt động bình
thường thì bộ UPS sẽ tích năng lượng từ nguồn lưới. Và khi nguồn lưới mất điện mà
máy phát chưa hoạt động thì bộ UPS sẽ phóng điện để duy trì hoạt động của mạch điều
khiển.
Sự hoạt động của UPS dựa trên sự biến đổi điện áp một chiều từ bình ắc quy
sang dịng diện hai chiều để phù hợp với yêu cầu của máy tính. Chức năng chính của
UPS là lưu điện dự phịng nhưng mặt khác thì UPS cịn được bổ sung những tính năng
khác như là chống xung, chống sét lan truyền, ổn tần…
UPS có hai dịng chính là UPS offline và UPS online. Trong đó UPS offline
gồm UPS loại phổ thơng đơn giản và UPS với công nghệ Line-interactive.
Xác định nhu cầu sử dụng, thời gian sử dụng và cơng suất tồn phần của thiết bị
là những tiêu chí cần xem xét để chọn UPS phù hợp. Chẳng hạn với máy tính cá nhân
dùng trong văn phịng hoặc gia đình thì chọn UPS dịng Offline. Với hệ thống máy chủ
hoặc trung tâm dữ liệu thì UPS Online là ưu tiên hàng đầu. Bên cạnh đó, nếu cần kéo
dài thời gian sử dụng để có thể hoàn tất việc sao lưu hoặc tắt hệ thống đúng cách, ta
nên chọn UPS có khả năng mở rộng bằng ắc quy lưu điện (gắn trong hoặc gắn ngoài).
Ngoài ra, một số UPS cịn có phần mềm quản lý đi kèm giúp người dùng giám sát
trạng thái hoạt động, quản lý UPS một cách linh hoạt và tin cậy hơn khi mất nguồn
điện lưới.

12


Khóa luận tốt nghiệp

Hình 1.2. Nguồn UPS

13


Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC VÀ LẬP TRÌNH
PLC
2.1. Giới thiệu về PLC
PLC là viết tắt của "Programmable Logic Controller" (Bộ điều khiển logic có
chương trình). Nó là một thiết bị điện tử được sử dụng để kiểm sốt và điều khiển các
q trình tự động trong các hệ thống công nghiệp. PLC được sử dụng rộng rãi trong
các ngành công nghiệp như sản xuất, điều khiển lưu lượng, điều khiển nhiệt độ và áp
suất, và nhiều ứng dụng khác. Nó có thể được lập trình để thực hiện các chức năng
khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp, và có thể được kết nối với các thiết bị khác để
tạo thành các hệ thống tự động hồn chỉnh.
PLC được lập trình để thực hiện các tác vụ cụ thể bằng cách sử dụng các ngôn
ngữ lập trình như Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text, và
Sequential Function Chart. Các chương trình PLC được thiết kế để thực hiện các chức
năng cụ thể, như điều khiển động cơ, đo lường nhiệt độ, đo lường áp suất, và nhiều
chức năng khác.
PLC có nhiều ưu điểm như độ tin cậy cao, khả năng chịu được môi trường khắc
nghiệt và có thể được lập trình lại để thay đổi chức năng điều khiển. Vì vậy, PLC là
một cơng cụ quan trọng trong ngành sản xuất cơng nghiệp hiện đại.

Hình 2.1. Các nhà sản xuất PLC

14

Khóa luận tốt nghiệp

2.2. Ngun lí hoạt động của PLC
Ngun lý hoạt động của PLC là sử dụng chương trình được lập trình trước để
điều khiển các tín hiệu đầu vào và đầu ra. PLC nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến
và thiết bị đo, sau đó xử lý tín hiệu này theo các lệnh trong chương trình để điều khiển
các thiết bị đầu ra như động cơ, van, đèn, và các thiết bị khác. Các lệnh trong chương
trình được thực thi theo thứ tự từ trên xuống dưới và từ trái sang phải. Việc lập trình
chương trình này phải được thực hiện một cách cẩn thận và chính xác để đảm bảo hoạt
động chính xác của hệ thống.

Hình 2.2. Nguyên lý hoạt động của PLC

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC có 4 bộ phận chính:

 Nguồn cung cấp PLC và các ngõ In Out của PLC Mitsubishi:
Các PLC thường sử dụng nguồn điện xoay chiều (AC) hoặc nguồn điện một
chiều (DC) tùy thuộc vào mô hình và yêu cầu của hệ thống.
Các ngõ In Out của PLC Mitsubishi thường là 24VDC. Tuy nhiên, điều này có
thể thay đổi tùy thuộc vào loại PLC và các yêu cầu của ứng dụng cụ thể.

 Ngõ vào (Input) :
PLC của Mitsubishi có nhiều loại thiết bị đầu vào khác nhau, tùy thuộc vào mục
đích sử dụng và ứng dụng cụ thể. Là khối mà kết nối trực tiếp các thiết bị như công
tắc, nút nhấn, cảm biến để đưa các tín hiệu về bộ xử lý trung tâm.

 Khối trung tâm (CPU) :
15

Khóa luận tốt nghiệp

Gồm chip xử lý và các vùng nhớ và BUS. Nó có nhiệm vụ điều khiển và giám
sát các hoạt động của PLC. CPU của PLC Mitsubishi cung cấp tính năng xử lý tốc độ
cao và đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng điều khiển tự động.

 Ngõ ra (Output) :
Ngõ ra có thể kết nối với các cơ cấu chấp hành. Các đầu ra có thể là relay,
Transistor, Triac,…. Điều khiển theo mong muốn, mục đích sử dụng của người lập
trình.
2.3. Ứng dụng của PLC
PLC là một bộ điều khiển tự động được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự
động hóa cơng nghiệp. PLC có thể được sử dụng để điều khiển các q trình sản xuất,
hệ thống đóng/mở van, cảm biến và các thiết bị khác trong một dây chuyền sản xuất.
 Hệ thống chuyển nguồn tự động (Tủ ATS).
 Dây chuyền đóng gói.
 Điều khiển hệ thống đóng/mở cửa tự động.
 Điều khiển hệ thống chiếu sáng.
 Hệ thống nâng, vận chuyển.
 Hệ thống đóng cắt điện
 Hệ thống giám sát và điều khiển tịa nhà thơng minh…

Hình 2.3. Ứng dụng của PLC

16


Khóa luận tốt nghiệp

2.4. Giới thiệu về PLC FX3S-30MT
PLC FX3S-30MT là một bộ điều khiển logic chương trình được sản xuất để sử
dụng trong các quá trình điều khiển tự động và điều khiển q trình sản xuất. FX3S có
16 đầu vào số và 14 đầu ra số, với khả năng mở rộng lên đến 30 đầu vào và 24 đầu ra.
Nó được trang bị bộ vi xử lý 32-bit, cho phép xử lý nhanh chóng các tín hiệu đầu vào
và đầu ra. Nó cũng có thể được kết nối với các thiết bị khác thông qua các cổng giao
tiếp như RS-232C, RS-485, USB và Ethernet.

Hình 2.4. PLC Mishubishi FX3S-30MT/ESS

Ngồi ra, FX3S cịn có khả năng lập trình dễ dàng thông qua phần mềm GX
Works2 của Mitsubishi Electric. Điều này cho phép người dùng lập trình và cấu hình
PLC một cách nhanh chóng và dễ dàng. FX3S có thiết kế nhỏ gọn và tiết kiệm khơng
gian, đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy cao trong quá trình hoạt động. Nó cũng có
tính năng tự động khởi động lại khi mất điện, giúp đảm bảo hoạt động liên tục của hệ
thống.
2.5. Giới thiệu về phần mềm GX-Works 2
GX Works2 là một phần mềm lập trình cho các dịng điều khiển lập trình được
sản xuất bởi Mitsubishi Electric. Phần mềm này cung cấp một giao diện đồ họa trực
17


Khóa luận tốt nghiệp

quan và dễ sử dụng để lập trình các hệ thống điều khiển lập trình, bao gồm các dòng
điều khiển PLC, HMI, động cơ và các thiết bị khác.
GX Works2 cung cấp nhiều tính năng hữu ích, bao gồm trình biên tập và gỡ lỗi
chương trình, mơ phỏng các chương trình điều khiển, và tích hợp với các phần mềm
khác của Mitsubishi Electric.

Người dùng có thể lập trình các chương trình điều khiển logic phức tạp để điều
khiển các thiết bị công nghiệp, bao gồm các hệ thống tự động hóa, hệ thống dây
chuyền sản xuất, hệ thống điều khiển năng lượng và hệ thống điều khiển quá trình sản
xuất.

Hình 2.5. Phần mềm GX Works2

Một vài chức năng chính của GX-Works 2:
 Lập trình và thiết lập các bộ điều khiển.
 Mô phỏng và kiểm tra chương trình.


Quản lý các tài liệu dự án.

 Hỗ trợ nhiều ngơn ngữ lập trình.
 Đọc và ghi dữ liệu từ PLC thông qua Ethernet/IP, USB,…
 Kiểm tra hoạt động chương trình.
 Thực hiện các trách nhiệm bảo trì và khắc phục sự cố.

18


Khóa luận tốt nghiệp

2.6. Lưu đồ thuật tốn

Hình 2.6. Lưu đồ thuật tốn tủ ATS

Giải thích lưu đồ thuật tốn
Chế độ Auto: Khi mất lưới  Sau 5s ( kiểm tra điện lưới đã mất hoàn toàn ) 

Máy phát đề 3 lần  Sau khi máy phát nổ  Kiểm tra điện áp máy phát  Sai ( đèn
báo sự cố)  Đúng (sau 5s điện áp máy phát đã ổn định)  Chuyển tải sang sử dụng
19


Khóa luận tốt nghiệp

nguồn máy phát  Có lưới lại  Kiểm tra điện áp lưới  Sai (Vẫn sử dụng nguồn
điện máy phát)  Đúng (sau 5s kiểm tra nguồn điện lưới đã ổn định)  ngắt
contactor MP, đóng contactor Lưới , ( làm nguội máy phát) >> Sau 30 phút làm nguội
( mô phỏng 10s )  Tắt máy phát.
Chế độ bằng tay: Nhấn ON OFF lưới: đóng/cắt tải sử dụng nguồn lưới.
Nhấn ON OFF máy phát: đóng/cắt tải sử dụng nguồn máy phát.
Nhấn Đề : đề máy phát.
Nhấn Tắt MP: để tắt máy phát.
2.7. Chương trình PLC cho tủ ATS
2.7.1. Tạo project cho FX3S
1. Chọn
New project

2. Series: FXCPU
3. Type: Dịng FX3S
4. Project Type:
Simple Project
5. Language: Kiểu
ngơn ngữ lập trình
Ladder

Hình 2.7. Cách tạo project cho FX3S

20